[pt] Um dos principais objetivos da engenharia de petróleo é desenvolver e aplicar técnicas capazes de aumentar a produtividade de poços de petróleo, incluindo a estimulação da formação através de operações
que aumentem a permeabilidade da rocha-reservatório e facilitem o escoamento do fluido. Dentre as técnicas de estimulação, a mais utilizada é o fraturamento hidráulico, a qual tem viabilizado a exploração em cerca de 40 por cento dos poços produtores de petróleo em todo o mundo. Durante o fraturamento hidráulico, um material granular conhecido como material de sustentação ou propante, é injetado nas fraturas recém-criadas com o objetivo de mantê-las abertas e garantir-lhes condições de alta permeabilidade. A produção de material de sustentação (proppant flowback) é termo usado para descrever o refluxo do propante para o interior do poço, juntamente com o hidrocarboneto produzido. O controle do
fluxo de propante representa um grave desafio para a indústria de petróleo, pois pode causar graves problemas operacionais e de segurança, relacionados com o desgaste dos equipamentos de produção, problemas econômicos associados ao custo de limpeza, paralisação das operações e intervenção no
tratamento da fratura, problemas ambientais relacionados com a disposição de sólidos impregnados por
hidrocarbonetos, etc. Neste contexto, a presente dissertação apresenta um estudo detalhado dos principais tipos de propante e de suas propriedades, bem como descreve os mecanismos que influem no refluxo do
material de sustentação da fratura e analisa os principais modelos apresentados na literatura para previsão
deste fenômeno. Uma retroanálise considerando os dados de campo em 22 poços da Petrobrás, localizados em Sergipe, permite uma comparação da eficiência entre quatro dos modelos, desenvolvidos com base em resultados de ensaios de laboratório, indicando suas vantagens e desvantagens para aplicação na prática da engenharia. / [en] One of the main objectives of petroleum engineering is to
develop and to
apply techniques aiming the productivity increase of oil
fields, including the
stimulation of the rock through operations that increase
the permeability of the oil
reservoir and makes the flow of the fluid toward the well
more efficient. Among
the stimulation techniques, the most used is the hydraulic
fracturing, carried out in
about 40 percent of the producing oil wells around the world.
During hydraulic
fracturing, a granular material known as proppant, is
injected into the just created
fractures with the objective to keep them open and in
order to guarantee the
designed conditions of high permeability. Proppant
flowback is the technical
terminology employed to describe the flow of proppant from
the fracture to the
interior of the oil well, together with the produced
hydrocarbon. An efficient and
reliable control of this problem is still a major
challenge to the oil industry, given
the serious operational and security problems that it may
cause, including costs of
interrupted operations, cleaning measures, environmental
contamination risks
associated with the disposal of residues impregnated by
oil, etc. In this context,
the present thesis presents a detailed description on the
main proppant materials
and their engineering properties and available treatments,
as well as on the
physical mechanisms that control the flowback phenomenon.
Several simple
models published in the literature, that permit the
forecast of proppant flowback
in a fast and easy way, are also presented and discussed.
Finally, a back-analysis
considering the actual conditions in 22 Petrobras oil
wells located in Sergipe was
also carried out, what permitted a comparison among the
results calculated
according 4 prediction models, putting in evidence their
advantages, shortcomings
and adequacy as a design or control tool in the design and
exploration of oil fields
stimulated by hydraulic fracturing.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:puc-rio.br/oai:MAXWELL.puc-rio.br:6513 |
| Date | 31 May 2005 |
| Creators | LEONARDO RODIN SALAS CACHAY |
| Contributors | CELSO ROMANEL |
| Publisher | MAXWELL |
| Source Sets | PUC Rio |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | TEXTO |
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